Золотой рис

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Золотой рис
Золотой и обыкновенный рис
Золотой и обыкновенный рис
Классификация
Род: Рис
Вид: Рис посевной
Сорт: Golden rice
Происхождение
генная модификация
Рис посевной
Автор: И. Потрикус, П. Бейер

Commons-logo.svg Поиск изображений на Викискладе


«Золото́й рис» (англ. Golden rice) — генетически модифицированный сорт риса посевного (Oryza sativa), в зёрнах которого содержится большое количество бета-каротина. Зёрна такого риса имеют золотисто-жёлтый цвет. Это первая сельскохозяйственная культура, целенаправленно генетически модифицированная для улучшения пищевой ценности[1]. Предполагается, что «золотой рис» при массовом выращивании может значительно улучшить качество питания во многих странах третьего мира, где сейчас наблюдается дефицит витамина A.

В организме человека витамин А (ретинол) производится из бета-каротина, который обычно поступает с растительной пищей. Ретинол, как и некоторые другие витамины, — жирорастворимое соединение, поэтому для его усвоения требуются жиры.

Научное описание нового сорта появилось в журнале Science в 2000 г.[2] Разработкой занимались И. Потрикус[en] из Швейцарской высшей технической школы и П. Бейер[en] из Фрайбургского университета. В 2005 году биотехнологической компанией Syngenta была создана улучшенная разновидность, названная Golden Rice 2, в которой содержание бета-каротина повышено в 23 раза по сравнению с первым вариантом. Однако по состоянию на июнь 2016 года разработка «золотого риса» не завершена[3][4].

Разработка и свойства[править | править вики-текст]

Схема пути синтеза каротиноидов из геранилгеранила

При создании «золотого риса» стояла задача добиться синтеза в съедобной части растения — эндосперме — бета-каротина, биохимического предшественника витамина А. В обычном рисе бета-каротин используется в процессах фотосинтеза, поэтому синтезируется в листьях. Для модификации использовались два гена: ген psy из нарцисса Narcissus pseudonarcissus, кодирующий фермент фитоенсинтазу, и ген crt1, взятый у почвенной бактерии Erwinia uredovora, продуктом экспрессии которого является фитоендесатураза. Эти гены были помещены под управление промотора, специфического для эндосперма, так что они экспрессируются только в эндосперме.

Синтез начинается с превращения геранилгеранила дифосфата в фитоен с участием фитоенсинтазы. Затем фитоендесатураза превращает фитоен в ликопин, причём, в отличие от аналогичных растительных ферментов, катализирует сразу несколько стадий этого превращения. На последнем этапе ликопинциклаза превращает ликопин в каротин.

Первый вариант «золотого риса» получил обозначение SGR1. В условиях теплицы он вырабатывал до 1,6 мкг/г каротиноидов[2], а полевые испытания, проведённые в 2004 году, показали от 4 до 8 мкг/г[5]. Тем не менее этого было недостаточно для практического использования риса как источника витамина А, поэтому первый вариант считается лишь «подтверждением идеи»[6]. Второе поколение золотого риса, в котором был использован ген фитоенсинтазы из кукурузы, оказалось способно вырабатывать до 37 мкг/г каротиноидов, в том числе до 31 мкг/г бета-каротина[7]. Это значит, что для удовлетворения 60 % суточной потребности достаточно 100—150 г варёного риса[8].

Внедрение и критика[править | править вики-текст]

Распространение гиповитаминоза А в мире. Красным показаны наиболее страдающие страны, зелёным — наименее страдающие. Голубой цвет означает отсутствие данных

Целью разработки «золотого риса» является борьба с дефицитом витамина А, распространённым во многих развивающихся странах, особенно в Африке, Южной и Юго-Восточной Азии. По оценкам ВОЗ, в 2005 году гиповитаминозом А страдали около 190 млн детей и 19 млн беременных женщин в 122 странах[9]. Это приводит каждый год к 1—2 млн смертей, 500 тыс. случаев необратимой слепоты и миллионам случаев ксерофтальмии[10]. С 1990-х годов под эгидой ЮНИСЕФ реализуется международная программа прямого снабжения витамином А детей, беременных и кормящих матерей[11], которая позволила значительно сократить заболеваемость и смертность, связанные с дефицитом витамина А[12]. В то же время рис является ключевым источником питания в наиболее страдающих от дефицита странах, поэтому модификация риса выглядит более простым и менее затратным (в долгосрочной перспективе) решением, чем непосредственное введение витамина каждому ребёнку или введение в сельское хозяйство этих стран таких культур (например, моркови, шпината и манго), которые являются традиционными источниками каротиноидов.

Противники внедрения золотого риса (в том числе организация Greenpeace) высказывали сомнения в его безопасности, а также в эффективности его использования. В частности, предполагалось, что каротин может теряться при термической обработке; кроме того, критики обращали внимание на необходимость потребления цинка и достаточного количества жиров для синтеза витамина А[13]. Для ответа на подобные вопросы проводились соответствующие исследования. Так, в 2006 году Университет Небраски показал отсутствие аллергических реакций на белки — продукты вставленных генов[14]. В 2009 году эксперимент на добровольцах показал, что каротин «золотого риса» эффективно перерабатывается в витамин А организмом человека[15]. Ещё одно исследование, опубликованное в 2012 году, подтвердило, что бета-каротин из золотого риса усваивается с той же эффективностью, что и чистый бета-каротин, растворённый в масле, и с большей эффективностью, чем каротин из шпината[8]. Кроме указанных, высказываются опасения, относящиеся и к другим ГМО, такие как возможность переопыления с обычными сортами и неизвестные отдалённые последствия[13].

Права на модификацию после разработки SGR2 отошли к Syngenta, однако гуманитарный совет проекта Golden Rice сохранил право сублицензирования исследовательских организаций в развивающихся странах[6]. Эта безвозмездная лицензия включает патенты, принадлежащие разным биотехнологическим компаниям[16], и освобождает от лицензионных отчислений фермеров с доходом менее 10 000 долларов США в год, а также разрешает использовать выращенный урожай для посева, но запрещает отправлять его на экспорт[6].

По состоянию на 2014 год, «золотой рис» нигде не был допущен к выращиванию. Ранее ожидалось, что в 2013 году разрешение на культивирование дадут Филиппины, а в 2015 году — Бангладеш[17]. Однако проводимые на Филиппинах полевые испытания, включавшие скрещивание с местными сортами (изначальная модификация выполнена на одном из американских сортов и требует переноса на местные) показали сниженную по сравнению с последними урожайность, предположительно из-за неудачно выбранной линии[18][19]. Поэтому испытания продолжаются с использованием других сайтов вставки целевой генетической последовательности (insertion events)[19].

Кроме технических и законодательных трудностей, внедрение «золотого риса» сталкивается и с открытым противодействием. Так, в августе 2013 года группа филиппинских радикальных активистов разорила одно из экспериментальных полей[20]. Против «золотого риса» продолжает активно выступать Greenpeace[21]. В 2016 году более сотни лауреатов Нобелевской премии подписались под открытым письмом, призывающим Greenpeace прекратить кампанию против генетически модифицированных организмов вообще и золотого риса в частности[22]. Однако более раннее исследование 2016 года показало, что деятельность экологических организаций не оказывает значимого влияния на разработку. Хотя активисты действительно разоряли экспериментальное поле, это был один из многих участков, на которых продолжаются исследования, далекие от завершения[4]. О том, что золотой рис не готов, заявила и представительница Greenpeace Вильгельмина Перегрина, отвечая на заявление нобелевских лауреатов[23].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Десять тысячелетий агробиотехнологии. — Интернет-журнал «Коммерческая биотехнология», 2006.
  2. 1 2 Engineering the Provitamin A (β-Carotene) Biosynthetic Pathway into (Carotenoid-Free) Rice Endosperm. — Science, 2000.
  3. Tough Lessons From Golden Rice. — Foundation for Biotechnology Awareness and Education, 2009.
  4. 1 2 Genetically modified Golden Rice falls short on lifesaving promises
  5. Golden Rice — the Partitioning of Influence. — 9th ICABR International Conference on Agricultural Biotechnology, 2005.
  6. 1 2 3 Golden Rice Licensing Arrangements. — Golden Rice Project.
  7. Improving the nutritional value of Golden Rice through increased pro-vitamin A content. — Nature Biotechnology, 2005.
  8. 1 2 β-Carotene in Golden Rice is as good as β-carotene in oil at providing vitamin A to children. — The American Journal of Clinical Nutrition, 2012.
  9. Global prevalence of vitamin A deficiency in populations at risk 1995—2005. — World Health Organization, 2009.
  10. Vitamin A deficiency and attributable mortality among under-5-year-olds. — World Health Organization , 1992.
  11. Vitamin A Supplementation: A Decade of Progress. — UNICEF, 2007.
  12. Vitamin A supplements for preventing mortality, illness, and blindness in children aged under 5: systematic review and meta-analysis. — BMJ, 2011.
  13. 1 2 All That Glitters is Not Gold: False Hope for Golden Rice. — Greenpeace, 2005.
  14. Bioinformatic Analysis of Proteins in Golden Rice 2 to Assess Potential Allergenic Cross-Reactivity. — University of Nebraska, 2006.
  15. Golden Rice is an effective source of vitamin A. — American Journal of Clinical Nutrition, 2009.
  16. Royalty-free licenses for genetically modified rice made available to developing countries. — Bulletin of the World Health Organization, 2000.
  17. Grants aim to fight malnutrition. — Nature News, 2011.
  18. Biotechnology: Against the grain. — Nature, 2014.
  19. 1 2 What is the status of the Golden Rice project coordinated by IRRI?. — International Rice Research Institute, 2014.
  20. The True Story About Who Destroyed a Genetically Modified Rice Crop. — Mark Lynas, 2013.
  21. 'Golden' rice. Greenpeace International.
  22. [1] 107 NOBEL LAUREATES CHALLENGE GREENPEACE OVER GOLDEN RICE
  23. 107 Nobel laureates sign letter blasting Greenpeace over GMOs

Ссылки[править | править вики-текст]